Специфичен отпор на проводниците: бакар, алуминиум, челик

Подоцна беше констатирано дека отпорот на локацијата зависи од неговите геометриски карактеристики на следниов начин: R = ρl / S,

каде што l е должината на проводникот, S е неговата пресечна област, а ρ е одреден коефициент на пропорционалност.

Така, отпорот се одредува со геометријата на проводникот, а исто така и со таков параметар како отпорност (во понатамошниот текст "CC") - ова е т.н. коефициент. Ако земеме два проводници со ист пресек и должина и ги ставаме во синџир за возврат, тогаш, со мерење на струјата и отпорот, може да се види дека во два случаи, овие показатели ќе бидат различни. Така, специфични електричен отпор - ова е карактеристика на материјалот од кој е направен диригентот, а ако е уште попрецизен, тогаш важно.

Спроводливост и отпорност

САД ја покажува способноста на супстанцијата да спречи премин на струја. Но, во физиката постои и обратна количина - спроводливост. Тоа покажува способност да се спроведе електрична струја. Изгледа вака:

σ = 1 / ρ, каде ρ е специфичниот отпор на супстанцијата.

Ако зборуваме за спроводливост, тогаш тоа се определува со карактеристиките на носителите на полнеж во оваа супстанција. Значи, во метали има слободни електрони. На надворешната школка нема повеќе од три, а поповолно е атом да им "даде", што е она што се случува кога хемиски реакции со супстанции од десната страна на периодниот систем. Во ситуација кога имаме чист метал, има кристална структура во која овие надворешни електрони се чести. Тие го носат полнежот ако применуваат електрично поле на метал.

Во растворите носителите на полнење се јони.

Ако зборуваме за такви супстанции како силикон, тогаш според нејзините својства тоа е полупроводник и работи нешто на друг принцип, но повеќе за тоа подоцна. Во меѓувреме, ќе разбереме, кои се разликите помеѓу таквите класи на супстанции како што се:

1. Проводници;
2. Полупроводници;
3. Диелектрици.

Проводници и диелектричари

Постојат супстанции кои речиси и не спроведуваат струја. Тие се нарекуваат диелектричари. Таквите супстанции се способни да се поларизираат во електричното поле, односно нивните молекули можат да се претворат во ова поле во зависност од тоа како се дистрибуираат во нив електрони. Но, бидејќи овие електрони не се слободни, но служат за врската меѓу атомите, тие не ја спроведуваат струјата.

Проводливоста на диелектриците е речиси нула, иако меѓу нив нема идеални (тоа е иста апстракција како апсолутно црно тело или идеален гас).

Условната граница на концептот "диригент" е ρ<10>

Помеѓу овие две класи постојат супстанции наречени полупроводници. Но, нивната изолација во посебна група на супстанции се должи не толку на нивната средна состојба во линијата на "спроводливост-отпор", туку на особеностите на оваа спроводливост под различни услови.

Зависност од фактори на животната средина

Спроводливоста не е целосно константна. Податоците во табелите од кои ρ се зема за пресметки постојат за нормални услови на околината, односно за температура од 20 степени. Во реалноста, тешко е да се изберат такви идеални услови за функционирање на синџири, всушност, САД (а со тоа и спроводливост) зависи од следниве фактори:

1. температура;
2. притисок;
3. присуството на магнетни полиња;
4. светло;
5. агрегатна состојба.

Различни супстанции имаат свој распоред за менување на овој параметар под различни услови. Така, феромагнетките (железо и никел) го зголемуваат кога сегашната насока се совпаѓа со правецот на линиите на магнетното поле. Што се однесува до температурата, зависноста тука е речиси линеарна (постои дури и концептот на температурниот коефициент на отпор, а ова е и табеларна вредност). Но, насоката на оваа зависност е поинаква: за металите, таа се зголемува со зголемување на температурата, додека во ретките земјините елементи и растворите на електролитите се зголемува - и ова е во границите на една агрегатна состојба.

Во полупроводниците, температурната зависност не е линеарна, туку хиперболична и инверзна: со зголемувањето на температурата, нивната спроводливост се зголемува. Ова квалитативно ги разликува проводниците од полупроводници. Ова е како температурната зависност на ρ зависи од проводниците:

Тука е презентирана отпорноста на бакар, платина и железо. А малку поинаков графикон за некои метали, на пример, жива - кога температурата е намалена на 4 К, таа речиси го губи речиси целосно (овој феномен се нарекува суперспроводливост).

И за полупроводници оваа зависност ќе биде таква:

Кога течноста преминува во течна состојба ρ, металот се зголемува, но понатаму сите од нив се однесуваат поинаку. На пример, во стопениот бизмут е помал отколку на собна температура, а во бакар е 10 пати повисок од нормалниот. Никел излегува од линеарниот графикон на 400 степени, по што ρ паѓа.

Но, за волфрам, температурната зависност е толку висока што предизвикува да изгорат лампи. Кога е вклучен, струјата ја загрева серпентина и нејзиниот отпор се зголемува неколку пати.

Исто така во. со. Легурите зависат од технологијата на нивното производство. Значи, ако ние се занимаваат со едноставен механички мешавина, отпорот на таков материјал може да се пресметува според просекот, но тоа е во замена легура (кога се додаваат два или повеќе елементи во кристалните решетки) ќе бидат различни, како по правило, многу повеќе. На пример, nichrome, од која да се направи спирала electrotiles има фигура на овој параметар дека диригент кога се вклучени во коло се загрева на црвенило (поради што, всушност, се користи).

Еве карактеристичен ρ јаглероден челик:

Како што може да се види, кога се приближува до точката на топење, се стабилизира.

Специфичен отпор на различни проводници

Биди како што може, и во пресметките, ρ се користи во нормални услови. Ајде да дадеме табела на која оваа карактеристика може да се спореди за различни метали:

Како што можете да видите од табелата, најдобриот диригент е сребро. И само неговата цена го спречува да се користи во производството на кабел. САД алуминиумот е исто така мал, но помал од оној на златото. Од табелата станува јасно зошто жиците во куќите се или бакар или алуминиум.

Табелата не вклучува никел, кој, како што веќе рековме, има малку невообичаен график на зависност од y. со. од температурата. Специфичната отпорност на никел по зголемување на температурата на 400 степени не почнува да расте, туку да падне. Интересно, тој се однесува и во други легури на замена. Ова е начинот на кој легирањето на бакар и никел се однесува, во зависност од процентуалниот сооднос на двете:

И овој интересен графикон го покажува отпорот на цинк-магнезиумските легури:

Легурите со висока отпорност се користат како материјали за производство на реостати, тука се и нивните карактеристики:

Овие се комплексни легури, кои се состојат од железо, алуминиум, хром, манган, никел.

Што се однесува до јаглеродни челици, тоа е околу 1.7 * 10 ^ -7 Ohm · m.

Разликата меѓу y. со. различни проводници ја одредуваат нивната примена. Така, бакар и алуминиум се користат во производството на кабел, а златото и среброто се користат како контакти во голем број производи за радио инженеринг. Проводниците со висока отпорност го најдоа своето место меѓу производителите на електрични апарати (поточно, тие беа создадени за ова).

Варијабилноста на овој параметар, во зависност од условите на животната средина, ја формира основата на уредите како сензори за магнетно поле, терморезистори, тензии, фоторезистори.